ИБП и стабилизаторы с двойным преобразованием
21.12.2020
Сегодня построенные на основе двойного преобразования энергии онлайн ИБП и инверторные стабилизаторы напряжения являются самыми востребованными изделиями в своих сегментах рынка электрооборудования. Высокий спрос на данные устройства объясняется их отличными техническими характеристиками, позволяющими обеспечивать качественным электропитанием даже самые требовательные нагрузки.
Содержание
Что же представляет собой технология двойного преобразования энергии, как она влияет на функционирование систем электропитания и почему на сегодняшний день считается одной из самых прогрессивных? Расскажем об этом в нашей статье.
Двойное преобразование
«С двойным преобразованием энергии» – такую фразу можно увидеть в описаниях, соответствующих многим источникам бесперебойного питания и всем инверторным стабилизаторам напряжения «Штиль». Что же она означает?
Технология двойного преобразования – один из способов повышения качества электроэнергии, заключающийся в двух последовательных трансформациях входного переменного напряжения: вначале оно переводится в постоянное (DC), а затем инвертируется обратно в переменное (AC). При этом вновь сформированное АС-напряжение имеет эталонные характеристики и избавлено от сетевых искажений.
Основное отличие данного способа от других, схожих по назначению, заключается в том, что преобразование (следовательно, и коррекция напряжения) осуществляется непрерывно, а не только в момент отклонения сетевых параметров от нормы. Это исключает влияние входных возмущений на выходное напряжение, которое абсолютно не зависит от состояния внешнего источника питания и имеет неизменно точное значение и синусоидальную форму. Иными словами, ни одна помеха или скачок напряжения не достигает нагрузки, подключенной к ИБП или стабилизатору с двойным преобразованием энергии. Такие устройства гарантируют надежную защиту любой, даже самой требовательной к качеству электропитания техники.
Отметим, что двойное преобразование энергии вошло в электротехнику сравнительно недавно – первые ИБП на его основе появились в конце XX века. Несколько позже – в начале XXI века данная технология нашла своё применение и в стабилизаторах напряжения. Номером один стали выпускаемые с 2015 года инверторные стабилизаторы «Штиль» серии «ИнСтаб». Они являются полностью отечественной разработкой (г. Тула), которая, выйдя на рынок, отлично зарекомендовала себя в практическом применении и быстро завоевала популярность у потребителей.
Конструктивные особенности
Изделия, использующие двойное преобразование энергии, имеют ряд специфических конструктивных особенностей. Разберем их на примере ИБП и стабилизаторов от бренда «Штиль», являющегося одним из лидеров среди российских производителей и поставщиков систем электропитания.
Главное отличие указанных приборов от устройств других типов – отсутствие автотрансформатора и каких-либо подвижных (электромеханических) частей в силовой цепи. Вместо них в состав онлайн ИБП и инверторного стабилизатора входят следующие компоненты:
| Компонент | Описание |
| Входной и выходной фильтры | Сглаживают электромагнитные помехи и обеспечивают выполнение требований ЭМС (электромагнитной совместимости). Входной фильтр также защищает нагрузку от перенапряжений. |
|---|---|
| Выпрямитель со встроенным корректором коэффициента мощности (ККМ) | Работает на основе выпрямительных диодов, благодаря которым подаваемое на вход переменное напряжение преобразуется в постоянное (назовем его – промежуточным). Благодаря наличию ККМ компенсирует реактивную составляющую мощности подключенных приборов и обеспечивает синусоидальную форму потребляемого электрического тока при любом типе нагрузки. |
| Зарядное устройство (используется только в ИБП) | Работает параллельно выпрямителю и преобразует входное переменное напряжение в постоянное напряжение необходимое для заряда аккумуляторов. Обратите внимание! В ИБП постоянное промежуточное напряжение и постоянное напряжение аккумуляторных батарей не равны между собой. |
| Накопительная ёмкость | Важный элемент, который буферизирует энергию и исключает мгновенное изменение выходного напряжения при колебании входного, что обеспечивает неизменное высокое качество передаваемой на нагрузку электроэнергии. В ИБП данная ёмкость позволяет питать подключённое оборудования напрямую от сети несмотря на возникающие в ней отклонения, что сокращает количество переключений на аккумуляторы (диапазон предельных входных значений 90-295 В). |
| Конвертер постоянного напряжения (DC/DC) (используется только в ИБП) | Изменяет значение снимаемого с аккумуляторов постоянного напряжения до значения необходимого инвертору промежуточного постоянного напряжения. |
| Инвертор | Преобразовывает постоянное промежуточное напряжение, получаемое от выпрямителя (в случае стабилизатора) либо выпрямителя или DC/DC конвертора (в случае ИБП), в выходное переменное напряжение с синусоидальной формой и номинальным значением. |
| Цифровой сигнальный микроконтроллер | Осуществляет автоматическое управление процессом преобразования энергии с помощью ШИМ-регулирования. Непрерывно контролирует и корректирует основные выходные параметры устройства. |
Ниже представлены структурные схемы инверторного стабилизатора и онлайн ИБП:
Преимущества
Благодаря использованию технологии двойного преобразования энергии, онлайн ИБП и инверторные стабилизаторы имеют существенные преимущества перед устройствами аналогичного назначения, но другого принципа работы.
Самая важных особенность, несомненно – постоянное электропитание нагрузки стабилизированным напряжением с синусоидальной формой и точным значением (максимальное отклонение ±2% от номинала). Именно такие параметры электропитания требуются для корректной и надёжной работы большинства современных потребителей электроэнергии: от привычных бытовых приборов до масштабных промышленных установок.
Ниже рассмотрены другие достоинства изделий с двойным преобразованием.
Онлайн ИБП
| Преимущество | Описание |
| Мгновенный перевод питания на аккумуляторные батареи | При критических проблемах с внешним электроснабжением устройство моментально переходит на работу от аккумуляторных батарей. При этом никаких задержек, приводящих к резким провалам выходного напряжения, не происходит – процесс переключения онлайн ИБП из штатного режима в автономный и обратно никак не сказывается на электропитании нагрузки. Благодаря данному преимуществу, онлайн ИБП, в отличии, например, от офлайн ИБП, успешно работают с самой чувствительной техникой, обеспечивая её по-настоящему бесперебойным и безразрывным электропитанием. |
|---|---|
| Работа в широком диапазоне входных напряжений без перехода на батареи | ИБП «Штиль» способны стабилизировать напряжение в пределах 90-295 В без перехода в автономный режим, что позволяет продлить срок службы аккумуляторных батарей. |
Инверторные стабилизаторы напряжения
| Преимущество | Описание |
| Работа в широком диапазоне входных напряжений | Инверторные стабилизаторы «Штиль» подходят для использования в местах со значительными сетевыми перепадами, так как могут обеспечить номинальное напряжение на выходе при 90-310 В на входе. |
|---|---|
| Возможность кратковременного резервирования (бесперебойного питания) нагрузки | За счет входящей в состав стабилизатора накопительной ёмкости, приборы способны запитать нагрузку при кратковременном отключении электроэнергии (продолжительность резервирования составляет не более 200 мс). |
| Мгновенное срабатывание | Уникальное быстродействие – 0 мс (без свойственных другим типам стабилизаторов задержек) исключает трансляцию входного искажения на выход устройства и обеспечивает полную защиту подключённого оборудования при резком сетевом перепаде. |
| Постоянная регулировка напряжения | Двойное преобразование в стабилизаторе – процесс непрерывный, происходящий без каких-либо коммутаций, поэтому работа инверторных моделей происходит без характерных для релейных и электронных стабилизаторов ступенчатых скачков напряжения. |
Отдельно отметим, что, как уже было выше сказано, фильтры выпускаемых ГК «Штиль» ИБП и стабилизаторов предотвращают попадание «нагрузочных» помех в сеть и обеспечивают выполнение требований по электромагнитной совместимости (в соответствии с областью применения конкретного прибора). На практике это способствует комфортной работе потребителей электроэнергии, питаемых от той же сети, что и стабилизатор/ИБП.
Кроме того, в рассматриваемых устройствах «Штиль» использован инновационный алгоритм работы корректора коэффициента мощности, который позволяет им полноценно функционировать в связке с большинством современных бензиновых и дизельных генераторов (система интеллектуального управления исключает возникновение резонанса между генератором и стабилизатором/ИБП, подробнее можно узнать в статье «ИБП не работает от генератора? Есть решение!»).
Модели ИБП и инверторных стабилизаторов напряжения с двойным преобразованием энергии можно купить в официальном интернет-магазине ГК «Штиль».
